(57)【要約】  【課題】トラクション伝達部材の耐久性を、能率的且つコスト安価に評価することができる耐久試験機を提供する。  【解決手段】ディスク１を挟み込む第１のローラ３及び第２のローラ４と、各ローラ３，４をディスク１に押しつける加圧部７と、第１のローラ４を回転駆動する駆動部５とを備える。第１のローラ４を回転駆動することにより、ディスク１と第２のローラ４とを回転させて、互いに転がり接触させる。この際、変速機構６０によって、第１のローラ３に対して第２のローラ４に周速差を与えて、ディスク１と第２のローラ４との間ですべりを発生させる。【選択図】    図１
2005300221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク支持部によって回転自在に支持されるディスクと、
ディスク支持部に支持された前記ディスクの一側面に転がり接触させる第１のローラと、
ディスク支持部に支持された前記ディスクを、前記第１のローラとの間で挟み込んだ状態で、当該ディスクの他側面に転がり接触させる第２のローラと、
前記第１のローラを回転駆動させる駆動部と、
前記第１のローラに対して第２のローラに周速差を付与する差速手段と、
前記第１のローラ及び第２のローラをディスクに押しつける加圧部と
を備えることを特徴とするトラクション伝達部材の耐久試験機。
【請求項２】
前記差速手段が、前記駆動部の回転をギヤによって変速して第２のローラに伝達する変速機構である請求項１記載のトラクション伝達部材の耐久試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばトロイダル型無段変速機の入出力ディスクやトラクションローラ等のトラクション伝達部材の耐久性を評価するための耐久試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるトロイダル型無段変速機は、入力ディスク及び出力ディスクの互いに対向する凹湾曲状の軌道部間に、複数のトラクションローラを所定の力で転動可能に挟み込み、トラクションローラの外周部と各ディスクの軌道部との間のトラクションによって各ディスク間のトルク伝達を行うものである。この無段変速機は、各ディスクに対するトラクションローラの位置を調整することにより、入力ディスクに対する出力ディスクの回転数（変速比）を増減させることができる。
【０００３】
前記トロイダル型無段変速機においては、入力ディスク及び出力ディスクとトラクションローラとを、トラクションオイルを介して高面圧で押しつけることにより、トルク伝達に必要なトラクションを得ている。このため、トラクション伝達部材である前記入力ディスク、出力ディスク及びトラクションローラのそれぞれの転がり接触部が、高温且つ高面圧となるとともにすべりを生じる。このような厳しい使用条件に耐え得るように、前記トラクション伝達部材の材料として、転がり疲労が生じ難い例えば準高温用軸受用鋼が使用されている。しかし、この準高温用軸受用鋼からなるトラクション伝達部材についても、その使用によって転がり疲労等の表面損傷が発生することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような組織変化に対する対策として、トラクション伝達部材の材料の成分を変えたり、他の材料に変更したり、熱処理方法を改良したりすることが行われているが、その効果を確認するためには、試験用のトラクション伝達部材（サンプル）を、トロイダル型無段変速機に実際に装着して耐久試験を行うことにより、その耐久性を調べる必要がある。このため、試験用のディスクに凹湾曲状の軌道面を形成する必要がある等、実物と同じ形状・寸法のサンプルを準備する必要があり、その製造に手間がかかるとともに、製造コストが高く付くという問題があった。また、試験用の無段変速機自体も、構造が複雑でコストが高いとともに、トラクション伝達部材を装着したり取り外したりする毎に、当該変速機を分解したり組み立てたりする必要があるので、試験作業に多くの工数を必要とするほか、回転数や荷重等の試験条件の設定も面倒で手間がかかるという問題があった。
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、トラクション伝達部材の耐久性を、能率的且つコスト安価に評価することができる耐久試験機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するためのこの発明のトラクション伝達部材の耐久試験機は、ディスク支持部によって回転自在に支持されるディスクと、ディスク支持部に支持された前記ディスクの一側面に転がり接触させる第１のローラと、ディスク支持部に支持された前記ディスクを、前記第１のローラとの間で挟み込んだ状態で、当該ディスクの他側面に転がり接触させる第２のローラと、前記第１のローラを回転駆動させる駆動部と、前記第１のローラに対して第２のローラに周速差を付与する差速手段と、前記第１のローラ及び第２のローラをディスクに押しつける加圧部とを備えることを特徴としている。
【０００６】
このような構成のトラクション伝達部材の耐久試験機によれば、ディスク支持部に支持されたディスクを、第１のローラと第２のローラとで挟み込み、加圧部によって各ローラをディスクに押しつけた状態で、駆動部によって第１のローラを回転駆動することにより、第２のローラとディスクとを回転させて、互いに転がり接触させることができる。この際、差速手段によって、第１のローラに対して第２のローラに周速差を与えることができるので、ディスクと第２のローラとの間ですべりを発生させることができる。このため、簡素な構造にて実機試験と同様な耐久試験を行うことができる。
また、前記ディスクやローラ等のサンプルとして、実物と同じものを準備する必要がないとともに、前記加圧部による押しつけ力を調整したり、駆動部によるローラの回転数を調整したりするだけで試験条件を設定することができる。このため、トラクション伝達部材の耐久試験を、迅速且つ安価に行うことができる。
【０００７】
前記差速手段としては、第１の駆動部の回転をギヤによって変速して第２のローラに伝達する変速機構であるのが好ましく、この場合には、前記第２のローラを、変速機構の変速比に対応する回転数で強制回転させて、当該第２ローラとディスクとの間で簡単にすべりを発生させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明にかかるトラクション伝達部材の耐久試験機によれば、能率的且つコスト安価に耐久試験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はこの発明のトラクション伝達部材の耐久試験機を示す概略平面図である。この耐久試験機は、架台Ａ上に、ディスク１と、このディスク１を支持するディスク支持部２と、前記ディスク１の一側面に転がり接触させる第１のローラ３と、前記ディスク１の他側面に転がり接触させる第２のローラ４と、前記第１のローラを回転駆動させる駆動部５と、前記第１のローラ３に対して第２のローラ４に周速差を与える差速機構６と、前記第１のローラ３及び第２のローラ４をディスク１に押しつける加圧部７とを配置したものである。
【００１０】
前記ディスク１は一側面１ａと他側面１ｂとが互いに平行な平坦面からなるものであり、その中心部に貫通孔１１が形成されている。このディスク１は例えば準高温用軸受用鋼で形成されており、熱処理によって硬さがＨＲＣ５８〜６２に硬化されている。また、ディスク１の少なくとも前記一側面１ａ及び他側面１ｂは、研磨によって平滑に仕上げられている。
【００１１】
前記ディスク支持部２は、支軸２１を一対の転がり軸受２２によって回転自在に支持しているものであり、前記支軸２１をディスク１の貫通孔１１に挿通させることにより、当該ディスク１を回転自在に支持している。前記転がり軸受２２は針状軸受によって構成されており、これにより、前記ディスク１は支軸２１とともに、当該支軸２１の軸方向に沿って移動自在になっている。
【００１２】
第１のローラ３は、ディスク１よりも小径のものであり、その中心部には貫通孔３１が形成されている。この第１のローラ３は、ディスク１と同様な素材で形成されており、その硬さもＨＲＣ５８〜６２に硬化されている。また、第１のローラ３の外周面（転動面）は、ディスク１との接触部形状が楕円となるように軸方向に曲率が設けられている。さらに、第１のローラ３の少なくとも外周面は、研磨によって平滑に仕上げられている。前記第１のローラ３は、その貫通孔３１を挿通させた駆動軸５１を介して、一対の転がり軸受３２によって回転自在に支持されており、この状態で外周面がディスク１の一側面１ａの外周寄りに接触している。なお、前記第１のローラ３と駆動軸５１とは、キー又はスプラインによって一体回転可能に結合されている。また、前記第１のローラ３とディスク１とは、ディスク１の軸芯を通る水平線Ｌを中心として互いに楕円接触している（図２参照）。
【００１３】
第２のローラ４は、外径、材質及び硬さ等が第１のローラ３と同じものであり、その中心部には貫通孔４１が形成されているとともに、外周面（転動面）にはディスク１との接触部形状が楕円となるように軸方向に曲率が設けられており、少なくとも外周面は研磨によって平滑に仕上げられている。前記第２のローラ４は、その貫通孔４１を挿通させた支軸４２を介して、一対の転がり軸受４３によって回転自在に支持されている。また、前記第２のローラ４と支軸４２とは、キー又はスプラインによって一体回転可能に結合されている。さらに、前記一対の転がり軸受４３は、基台４４に固定されており、この基台４４は架台Ａに対して支軸４２の軸線と直行する方向にスライド可能に取り付けられている。前記第２のローラ４は、ディスク１を挟んで第１のローラ３と対称位置に配置されており、当該第１のローラ３との間でディスク１を挟み込むことができる。
【００１４】
駆動部５は、前記ディスク１に結合された駆動軸５１を含み、この駆動軸５１にカップリング５２を介して連結された変速機付きのモータ５３と、このモータ５３の駆動を制御する制御部５４等を備えている。この制御部５４を操作することにより、モータ５３を駆動して第１のローラ３を回転駆動させることができる。
【００１５】
差速機構６は、駆動軸５１に一体回転可能に嵌合された駆動ギヤ６１と、支軸４２に一体回転可能に嵌合された従動ギヤ６２とからなる変速機構６０によって構成されている。前記従動ギヤ６２は駆動ギヤ６１よりも歯数が少なくなっており、第１のローラ３の周速に対して第２のローラ４の周速が早くなるように設定されている。これにより、第２のローラ４をディスク１に押しつけた状態で、両者間にすべりを発生させることができる。
【００１６】
加圧部７は、復動型の油圧シリンダ７１と、この油圧シリンダ７１のピストンロッド７１ａに連結されたブラケット７２と、前記油圧シリンダ７１の駆動を制御する油圧駆動ユニット７３等を備えている。前記油圧シリンダ７１は、そのピストンロッド７１ａの軸線を支軸４２の軸線と直行する方向に向けた状態で配置されており、当該ピストンロッド７１ａは、ブラケット７２を介して前記基台４４に連結されている。したがって、前記油圧駆動ユニット７３から油圧シリンダ７１の前後二つの油室に対して作動油を選択的に供給することにより、第２のローラ４の外周面をディスク１の他側面１ｂに押しつけたり、当該他側面１ｂから離反させたりすることができる。すなわち、第１のローラ３と第２のローラ４との間で、ディスク１を作動油の圧力に応じた面圧で挟み込んだり、この挟み込んだ状態を解除したりすることができる。このように、両ローラ３，４でディスク１を挟み込むので、ディスク１の支軸２１に曲げ応力が作用するおそれがない。このため、両ローラ３，４とディスク１との接触面圧を３〜４ＧＰａ程度の高面圧に設定した場合でも、ディスク１の回転が安定し、耐久試験結果の信頼性が向上する。また、前記支軸２１の支持構造を簡易、小型にすることもできる。
【００１７】
以上の構成の耐久試験機は、ディスク１をディスク支持部２に支持し、当該ディスク１の外周側を第１のローラ３と第２のローラ４との間に介在した状態で、加圧部７によって各ローラ３，４をディスクに押しつけ、駆動部５によって第１のローラ３を回転駆動することにより、各ローラ３，４に対してディスク１を従動させて、当該各ローラ３，４とディスク１とを転がり接触させることができる。この際、差速機構６によって、第１のローラ３に対して第２のローラ４に周速差を与えることができるので、ディスク１と第２のローラ４との間ですべりを発生させることができる。
【００１８】
以上により、トラクション伝達部材の実機での使用を再現した状態で、その耐久試験を行うことができる。例えば、ディスク１、第１のローラ３及び第２のローラ４を、トロイダル型無段変速機のトラクションローラ、入力ディスク及び出力ディスクにそれぞれ見立てて耐久試験を行うことができ、この場合には、試験条件が最も厳しい前記第２のローラ４の外周に、組織変化や剥離を最も早く発生させることができる。
【００１９】
本発明者等は、準高温用軸受用鋼からなる第１のローラ及び第２のローラについて、本発明の耐久試験機と実機とを用いてそれぞれ耐久試験を行った。この結果、本発明の耐久試験機と実機の何れについても、剥離寿命がほぼ同一であることが確認された。この点からも本発明の耐久試験機が、実機での使用状態を再現できることが明らかである。
【００２０】
以上の構成の耐久試験機は、実機に比べて構造が簡素でコストの安いものとなる。また、ディスク１、第１のローラ３及び第２のローラ４等のサンプルを、側面が平坦な円板で構成することができるので、その製造が容易でコストも安くて済む。しかも、前記ディスク１等のサンプルを試験機に対して容易に着脱することができる。さらに、第２のローラ４に対する加圧部７の押圧力や、駆動部５による駆動軸５１の回転数を調整するだけで、試験条件を設定することができる。したがって、トラクション伝達部材の耐久試験を、安価なコストで容易且つ能率的に行うことができる。
【００２１】
なお、前記耐久試験機は、ディスク１をトロイダル型無段変速機の入力ディスク又は出力ディスクに、第１のローラ３及び第２のローラ４をトロイダル型無段変速機のトラクションローラにそれぞれ見立てて耐久試験を行うことも勿論できる。
また、第１のローラ３に対して第２のローラ４に周速差を付与する差速手段としては、前記変速機構６０の駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２の歯数とを同数にして、第２のローラ４の外径を第１のローラ３の外径よりも大きく（又は小さく）すること、前記変速機構６０に代えて、第２のローラ４を第１のローラ３と異なる周速で単独駆動したり、第２のローラ４を摩擦パッドで挟み込んで回転抵抗を付与したりすること等、種々の手段を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明のトラクション伝達部材の耐久試験機の一実施形態を示す概略平面図である。
【図２】前記耐久試験機の要部概略側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      ディスク
２      ディスク支持部
３      第１のローラ
４      第２のローラ
５      駆動部
６      変速機構（差速手段）
６１    駆動ギヤ
６２    従動ギヤ
７      加圧部
【図１】
2005300221.tif 000003
【図２】
2005300221.tif 000004